Aplikácia tl494 v meničoch napätia. Riadiaci čip TL494
Popis
- Kompletný rozsah funkcií riadenia PWM
- Výstupný klesajúci alebo klesajúci prúd každého výstupu 200mA
- Môže byť prevádzkovaný v dvojtaktnom alebo jednotaktnom režime
- Zabudovaný obvod na potlačenie dvojitého impulzu
- Široký rozsah nastavenia
- Výstupné referenčné napätie 5V +-05%
- Jednoducho organizovaná synchronizácia
Domáci analóg: 1114EU3 / 4.
Čipy TL493/4/5, špeciálne navrhnuté na vytváranie sekundárnych zdrojov napájania (PSP), poskytujú konštruktérovi pokročilé možnosti pri navrhovaní riadiacich obvodov SPS. TL493/4/5 obsahuje chybový zosilňovač, vstavaný variabilný oscilátor, komparátor nastavenia mŕtveho času, ovládací spúšť, 5V presnú referenciu a riadiaci obvod výstupného stupňa. Chybový zosilňovač poskytuje bežné napätie v rozsahu od -0,3…(Vcc-2) V. Komparátor mŕtveho času má konštantný posun, ktorý obmedzuje minimálny mŕtvy čas na približne 5 %.
Synchronizácia vstavaného generátora je povolená pripojením výstupu R na výstup referenčného napätia a na výstup privádzať vstupné pílovité napätie S, ktorý sa používa pri synchrónnej prevádzke viacerých IVP obvodov. Nezávislé výstupné budiče na tranzistoroch poskytujú možnosť prevádzkovať výstupný stupeň podľa obvodu spoločného emitora alebo obvodu sledovača emitora. Koncový stupeň mikroobvodov TL493 / 4/5 pracuje v jednocyklovom alebo push-pull režime s možnosťou voľby režimu pomocou špeciálneho vstupu. Vstavaný obvod monitoruje každý výstup a deaktivuje dvojitý impulzný výstup v režime push-pull. Zariadenia s príponou L, zaručujú normálnu prevádzku v rozsahu teplôt -5 ... 85C, s príponou C zaručujú normálnu prevádzku v rozsahu teplôt 0 ... 70C.
Štrukturálny diagram TL494
Priradenie špendlíka
Limity parametrov
Napájacie napätie 41V
Vstupné napätie zosilňovača (Vcc+0,3)V
Výstupné napätie kolektora 41V
Výstupný prúd kolektora 250mA
Celkový stratový výkon v nepretržitom režime 1W
Rozsah prevádzkovej teploty okolia:
S príponou L -25..85С
S príponou С..0..70С
Rozsah skladovacích teplôt -65…+150С
Popis práce
Čip TL494 je PWM radič pre spínaný zdroj pracujúci na pevnej frekvencii a obsahuje všetky bloky na to potrebné. Vstavaný generátor pílového napätia vyžaduje na nastavenie frekvencie iba dva externé komponenty R a C. Frekvencia generátora je určená vzorcom: F osc \u003d 1,1 / R * C
Modulácia šírky výstupného impulzu sa dosiahne porovnaním kladného pílovitého napätia vytvoreného na kondenzátore S, s dvoma riadiacimi signálmi (pozri časový diagram). Hradlo NOR poháňa výstupné tranzistory Q1 A Q2 iba vtedy, keď je zapojená linka so vstavanými spúšťacími hodinami NÍZKA logický stav. K tomu dochádza iba v čase, keď je amplitúda pílového napätia vyššia ako amplitúda riadiacich signálov. Preto zvýšenie amplitúdy riadiacich signálov spôsobí zodpovedajúci lineárny pokles šírky výstupných impulzov. Riadiace signály sú napätia produkované obvodom nastavenia mŕtveho času (pin 4), zosilňovačmi chýb (piny 1, 2, 15, 16) a obvodom spätnej väzby (pin 3).
Vstup komparátora mŕtveho času má 120 mV offset, ktorý obmedzuje minimálnu mŕtvu dobu výstupu na prvé 4 % času pílového cyklu. To má za následok maximálny pracovný cyklus 96 %, ak je kolík 13 uzemnený, a 48 %, ak je kolík 13 referenčný.
Na zvýšenie trvania mŕtveho času na výstupe môžete na vstup nastavenia mŕtveho času (pin 4) priviesť konštantné napätie v rozsahu 0..3.3V. PWM komparátor nastavuje šírku výstupného impulzu z maximálnej hodnoty určenej potenciálom na vstupe nastavenia mŕtveho času na nulu, keď sa spätnoväzbové napätie zmení z 0,5 V na 3,5 V. Oba chybové zosilňovače majú vstupný rozsah spoločného režimu -0,3 až (Vcc-2,0) V a možno ich použiť na snímanie napätia alebo prúdu z výstupu napájacieho zdroja. Výstupy chybového zosilňovača sú aktívne VYSOKÝ napäťová úroveň a kombinovaná funkcia ALEBO na neinvertujúcom vstupe komparátora PWM. V tejto konfigurácii je v regulačnej slučke dominantný zosilňovač, ktorému zapnutie výstupu trvá najmenej. Počas vybíjania kondenzátora S kladný impulz sa generuje na výstupe komparátora nastavenia mŕtveho času, ktorý taktuje spúšť a blokuje výstupné tranzistory Q1 A Q2. Ak sa na vstup pre výber režimu (pin 13) privedie referenčné napätie, klopný obvod priamo riadi dva výstupné tranzistory v protifáze (režim push-pull) a výstupná frekvencia sa rovná polovici frekvencie generátora. Výstupný budič je možné prevádzkovať aj v režime s jedným zakončením, kde sa oba tranzistory zapínajú a vypínajú súčasne a keď sa vyžaduje maximálny pracovný cyklus menší ako 50 %. Tento režim sa odporúča, keď má transformátor zvoniace vinutie s upínacou diódou používanou na potlačenie prechodových javov. Ak sú potrebné veľké prúdy v režime s jedným koncom, výstupné tranzistory môžu byť prevádzkované paralelne. K tomu je potrebné uzavrieť vstup pre výber prevádzkového režimu OTS na zem, čím sa blokuje výstupný signál zo spúšte. Výstupná frekvencia sa v tomto prípade bude rovnať frekvencii generátora.
TL494 má vstavanú 5V referenčnú hodnotu napätia, ktorá je schopná odobrať prúd až 10 mA na predpätie komponentov externých obvodov. Referenčné napätie umožňuje chybu 5% v rozsahu prevádzkovej teploty od 0 do 70C.
(nie TDA1555, ale vážnejšie mikroobvody), vyžadujú napájaciu jednotku s bipolárnym napájaním. A problém tu nevzniká len v samotnom UMZCH, ale v zariadení, ktoré by zvýšilo napätie na požadovanú úroveň a prenášalo dobrý prúd do záťaže. Tento prevodník je najťažšou súčasťou domáceho zosilňovača do auta. Ak však dodržíte všetky odporúčania, budete môcť zostaviť overenú PN podľa tejto schémy, ktorej schéma je uvedená nižšie. Pre zväčšenie kliknite naň.
Základom meniča je generátor impulzov postavený na špecializovanom rozšírenom mikroobvode. Frekvencia generovania je nastavená hodnotou odporu R3. Môžete ho zmeniť a dosiahnuť tak najlepšiu stabilitu a efektivitu. Pozrime sa bližšie na zariadenie riadiaceho čipu TL494.
Parametre čipu TL494
Upit.mikroobvody (pin 12) - Upit.min=9V; Up.max=40V
Prípustné napätie na vstupe DA1, DA2 nie viac ako Upit / 2
Prípustné parametre výstupných tranzistorov Q1, Q2:
Us menej ako 1,3 V;
Uke menej ako 40 V;
Ik.max menej ako 250mA
Zvyškové napätie kolektor-emitor výstupných tranzistorov nie je väčšie ako 1,3V.
Spotreboval som mikroobvodom - 10-12 mA
Prípustný stratový výkon:
0,8W pri teplote okolia +25C;
0,3W pri teplote okolia +70C.
Frekvencia vstavaného referenčného oscilátora nie je väčšia ako 100 kHz.
- generátor pílového napätia DA6; frekvencia je určená hodnotami odporu a kondenzátora pripojených k 5. a 6. kolíku;
- stabilizovaný zdroj referenčného napätia DA5 s externým výstupom (pin 14);
- zosilňovač chyby napätia DA3;
- chybový zosilňovač pre prúdový limitný signál DA4;
- dva výstupné tranzistory VT1 a VT2 s otvorenými kolektormi a žiaričmi;
- komparátor "mŕtva zóna" DA1;
- PWM komparátor DA2;
- dynamický push-pull D-spúšť v režime frekvenčného delenia po 2 - DD2;
- pomocné logické prvky DD1 (2-OR), DD3 (2nd), DD4 (2nd), DD5 (2-OR-NOT), DD6 (2-OR-NOT), DD7 (NOT);
- zdroj konštantného napätia s menovitou hodnotou 0,1V DA7;
- DC zdroj s nominálnou hodnotou 0,7mA DA8.
Rozkývajte záťaž (výkonový transformátor) tranzistory s efektom poľa IRFZ44N. Tlmivka L1 je navinutá na feritovom krúžku s priemerom 2 cm z počítačového zdroja. Obsahuje 10 závitov zdvojeného drôtu s priemerom 1 mm, ktoré sú rozmiestnené po celom prstenci. Ak prsteň nemáte, dá sa navinúť na feritovú tyč s priemerom 8 mm a dĺžkou pár centimetrov (nie je kritické). Nákres dosky vo formáte Lay - stiahnite si v .
varujeme Výkon jednotky meniča veľmi závisí od správnej výroby transformátora. Je navinutý na feritovom krúžku značky 2000NM s rozmermi 40 * 25 * 11 mm. Najprv musíte zaokrúhliť všetky okraje pilníkom, zabaliť ho ľanovou elektrickou páskou. Primárne vinutie je navinuté zväzkom, ktorý pozostáva z 5 jadier s hrúbkou 0,7 mm a obsahuje 2 * 6 závitov, teda 12. Je navinutý takto: vezmeme jedno jadro a navinieme ho 6 závitmi rovnomerne rozloženými okolo krúžku, potom navinieme ďalší blízko k prvému a tak ďalej 5 žilo. Na záveroch sú jadrá skrútené. Potom na bezdrôtovú časť krúžku začneme rovnakým spôsobom navíjať druhú polovicu primárneho vinutia. Získame dve ekvivalentné vinutia. Potom krúžok zabalíme elektrickou páskou a sekundárne vinutie navinieme 1,5 mm drôtom 2 * 18 otáčok rovnakým spôsobom ako primárne. Aby pri prvom štarte nič nevyhorelo, je potrebné zapnúť cez 100 Ohm odpory v každom ramene a primárny transformátor cez 40-60 wattovú lampu a všetko bude bzučať aj pri náhodných chybách. Malý dodatok: v obvode bloku filtra je malá chyba, časti c19 r22 by sa mali vymeniť, pretože keď sa fáza otáča, amplitúda signálu na osciloskope klesá. Vo všeobecnosti možno tento zvyšovací menič napätia bezpečne odporučiť na opakovanie, keďže ho už úspešne zmontovalo mnoho rádioamatérov.
Nikolaj Petrušov
TL494, čo je to za "šelmu"?
TL494 (Texas Instruments) je pravdepodobne najrozšírenejší PWM regulátor, na základe ktorého bola vytvorená prevažná časť počítačových zdrojov a napájacích častí rôznych domácich spotrebičov.
A teraz je tento mikroobvod pomerne populárny medzi rádioamatérmi zapojenými do konštrukcie spínaných zdrojov napájania. Domácim analógom tohto mikroobvodu je M1114EU4 (KR1114EU4). Okrem toho rôzne zahraničné spoločnosti vyrábajú tento mikroobvod s rôznymi názvami. Napríklad IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Všetko je to ten istý čip.
Jej vek je oveľa mladší ako TL431. Začali ho vyrábať Texas Instruments niekde koncom 90-tych rokov - začiatkom 2000-tych rokov.
Skúsme spolu prísť na to, čo to je a čo je to za „šelmu“? Budeme uvažovať o čipe TL494 (Texas Instruments).
Začnime teda tým, že sa pozrieme na to, čo je vo vnútri.
Zlúčenina.
Obsahuje:
- generátor pílového napätia (GPN);
- komparátor úpravy mŕtveho času (DA1);
- komparátor nastavenia PWM (DA2);
- chybový zosilňovač 1 (DA3), používaný hlavne pre napätie;
- chybový zosilňovač 2 (DA4), používaný hlavne signálom limitného prúdu;
- stabilný zdroj referenčného napätia (ION) pre 5V s externým výstupom 14;
- riadiaci obvod koncového stupňa.
Potom samozrejme zvážime všetky jeho súčasti a pokúsime sa prísť na to, na čo to všetko slúži a ako to celé funguje, no najskôr bude potrebné uviesť jeho prevádzkové parametre (charakteristiku).
| možnosti | Min. | Max. | Jednotka Zmeniť |
| V CC Napájacie napätie | 7 | 40 | IN |
| V I Vstupné napätie zosilňovača | -0,3 | VCC-2 | IN |
| V O Napätie kolektora | 40 | IN | |
| Kolektorový prúd (každý tranzistor) | 200 | mA | |
| Prúd spätnej väzby | 0,3 | mA | |
| f Frekvencia oscilátora OSC | 1 | 300 | kHz |
| C T Kondenzátor alternátora | 0,47 | 10000 | nF |
| RT odpor generátora | 1,8 | 500 | kOhm |
| T A Prevádzková teplota TL494C TL494I |
0 | 70 | °C |
| -40 | 85 | °C |
Jeho obmedzujúce charakteristiky sú nasledovné;
Napájacie napätie ................................................ .....41V
Vstupné napätie zosilňovača................................(Vcc+0,3)V
Výstupné napätie kolektora................................41V
Výstupný prúd kolektora ................................................................ .....250 mA
Celkový stratový výkon v nepretržitom režime....1W
Umiestnenie a účel kolíkov mikroobvodu.
Záver 1
Toto je neinvertujúci (kladný) vstup chybového zosilňovača 1.
Ak je na ňom vstupné napätie nižšie ako napätie na pine 2, tak na výstupe tohto chybového zosilňovača 1 nebude napätie (výstup bude nízky) a nebude to mať žiadny vplyv na šírku (pracovný cyklus) výstupných impulzov.
Ak je napätie na tomto kolíku vyššie ako na kolíku 2, potom sa na výstupe tohto zosilňovača 1 objaví napätie (výstup zosilňovača 1 bude mať vysokú úroveň) a šírka (pracovný cyklus) výstupných impulzov sa zníži. čím viac, tým vyššie je výstupné napätie tohto zosilňovača (maximálne 3,3 voltu).
Záver 2
Toto je invertujúci (záporný) vstup chybového zosilňovača 1.
Ak je vstupné napätie na tomto pine vyššie ako na pine 1, nedôjde k napäťovej chybe na výstupe zosilňovača (výstup bude nízky) a nebude to mať žiadny vplyv na šírku (pracovný cyklus) výstupných impulzov.
Ak je napätie na tomto kolíku nižšie ako na kolíku 1, výstup zosilňovača bude vysoký.
Chybový zosilňovač je bežný operačný zosilňovač so ziskom rádovo = 70..95 dB pre jednosmerné napätie (Ku = 1 pri frekvencii 350 kHz). Rozsah vstupného napätia operačného zosilňovača siaha od -0,3 V do napájacieho napätia mínus 2 V. To znamená, že maximálne vstupné napätie musí byť aspoň o dva volty nižšie ako napájacie napätie.
Záver 3
Sú to výstupy chybových zosilňovačov 1 a 2 pripojených k tomuto výstupu cez diódy (obvod OR). Ak sa napätie na výstupe ktoréhokoľvek zosilňovača zmení z nízkeho na vysoké, potom na kolíku 3 ide tiež vysoko.
Ak napätie na tomto kolíku presiahne 3,3 V, impulzy na výstupe mikroobvodu zmiznú (nulový pracovný cyklus).
Ak je napätie na tomto kolíku blízke 0 V, potom bude trvanie výstupných impulzov (pracovný cyklus) maximálne.
Kolík 3 sa bežne používa na poskytovanie spätnej väzby zosilňovačom, ale ak je to potrebné, kolík 3 sa môže použiť aj ako vstup na zabezpečenie zmeny šírky impulzu.
Ak je na ňom vysoké napätie (> ~ 3,5 V), na výstupe MS nebudú žiadne impulzy. Napájanie sa za žiadnych okolností nespustí.
Záver 4
Riadi rozsah zmeny "mŕtveho" času (angl. Dead-Time Control), v princípe ide o rovnaký pracovný cyklus.
Ak je napätie na ňom blízke 0 V, potom výstup mikroobvodu bude mať minimálnu možnú aj maximálnu šírku impulzu, ktorá môže byť nastavená inými vstupnými signálmi (zosilňovače chýb, kolík 3).
Ak je napätie na tomto kolíku asi 1,5 V, potom bude šírka výstupných impulzov v oblasti 50 % ich maximálnej šírky.
Ak napätie na tomto kolíku presiahne 3,3 V, potom na výstupe MS nebudú žiadne impulzy. Napájanie sa za žiadnych okolností nespustí.
Nemali by ste však zabúdať, že s nárastom „mŕtveho“ času sa rozsah nastavenia PWM zníži.
Zmenou napätia na kolíku 4 môžete nastaviť pevnú šírku „mŕtveho“ času (delič R-R), implementovať režim mäkkého štartu v PSU (reťazec R-C), zabezpečiť diaľkové vypnutie MS (kľúč) a môže tiež použiť tento kolík ako lineárny riadiaci vstup.
Zamyslime sa (pre tých, ktorí nevedia), čo je „mŕtvy“ čas a na čo slúži.
Keď je v prevádzke napájací obvod push-pull, impulzy sú striedavo privádzané z výstupov mikroobvodu do báz (brán) výstupných tranzistorov. Pretože každý tranzistor je inerciálny prvok, nemôže sa okamžite zavrieť (otvoriť), keď je signál odstránený (aplikovaný) zo základne (hradla) výstupného tranzistora. A ak sú impulzy aplikované na výstupné tranzistory bez "mŕtveho" času (to znamená, že impulz je odstránený z jedného a okamžite aplikovaný na druhý), môže nastať moment, keď jeden tranzistor nestihne zavrieť a druhý má už otvorené. Potom celý prúd (nazývaný cez prúd) pretečie oboma otvorenými tranzistormi obchádzajúc záťaž (vinutie transformátora) a keďže nebude ničím obmedzený, výstupné tranzistory okamžite zlyhajú.
Aby sa to nestalo, je potrebné po skončení jedného impulzu a pred začiatkom ďalšieho - uplynul určitý čas, dostatočný na spoľahlivé uzavretie výstupného tranzistora, z ktorého vstupu bol odstránený riadiaci signál.
Tento čas sa nazýva „mŕtvy“ čas.
Áno, aj keď sa pozriete na obrázok so zložením mikroobvodu, vidíme, že kolík 4 je pripojený k vstupu komparátora nastavenia mŕtveho času (DA1) cez zdroj napätia 0,1-0,12 V. Prečo sa to robí?
Toto sa robí len tak, že maximálna šírka (pracovný cyklus) výstupných impulzov sa nikdy nerovná 100%, aby sa zabezpečila bezpečná prevádzka výstupných (výstupných) tranzistorov.
To znamená, že ak "dáte" pin 4 na spoločný vodič, tak na vstupe komparátora DA1 stále nebude nulové napätie, ale bude tam napätie práve tejto hodnoty (0,1-0,12 V) a impulzy z generátor pílovitého napätia (GPN) sa objaví na výstupe mikroobvodu iba vtedy, keď ich amplitúda na kolíku 5 prekročí toto napätie. To znamená, že mikroobvod má pevnú maximálnu prahovú hodnotu pracovného cyklu výstupných impulzov, ktorá nepresiahne 95-96% pre jednocyklovú prevádzku výstupného stupňa a 47,5-48% pre dvojcyklovú prevádzku výstupu. etapa.
Záver 5
Toto je výstup GPN, je určený na pripojenie časovo nastaviteľného kondenzátora Ct, ktorého druhý koniec je pripojený k spoločnému vodiču. Jeho kapacita sa zvyčajne volí od 0,01 μF do 0,1 μF v závislosti od výstupnej frekvencie impulzov FPG regulátora PWM. Spravidla sa tu používajú vysokokvalitné kondenzátory.
Výstupná frekvencia GPN sa dá ovládať práve na tomto kolíku. Rozsah výstupného napätia generátora (amplitúda výstupných impulzov) je niekde v oblasti 3 voltov.
Záver 6
Je to tiež výstup GPN, určený na pripojenie časovo nastaviteľného odporu Rt, ktorého druhý koniec je pripojený k spoločnému vodiču.
Hodnoty Rt a Ct určujú výstupnú frekvenciu GPN a sú vypočítané podľa vzorca pre jednocyklovú prevádzku;
Pre režim činnosti push-pull má vzorec nasledujúci tvar;
Pre regulátory PWM od iných spoločností sa frekvencia vypočíta podľa rovnakého vzorca, s výnimkou toho, že číslo 1 bude potrebné zmeniť na 1,1.
Záver 7
Pripája sa k spoločnému vodiču obvodu zariadenia na regulátore PWM.
Záver 8
Mikroobvod má výstupný stupeň s dvoma výstupnými tranzistormi, ktoré sú jeho výstupnými kľúčmi. Vývody kolektora a emitora týchto tranzistorov sú ľubovoľné, a preto podľa potreby môžu byť tieto tranzistory zaradené do obvodu tak, aby pracovali so spoločným emitorom aj so spoločným kolektorom.
V závislosti od napätia na kolíku 13 môže tento koncový stupeň pracovať ako v režime push-pull, tak v jednocyklovej prevádzke. V jednocyklovej prevádzke môžu byť tieto tranzistory zapojené paralelne, aby sa zvýšil zaťažovací prúd, čo sa zvyčajne robí.
Takže kolík 8 je kolektorový kolík tranzistora 1.
Záver 9
Toto je terminál emitora tranzistora 1.
Záver 10
Toto je emitorový terminál tranzistora 2.
Záver 11
Toto je kolektor tranzistora 2.
Záver 12
Na tento pin sa pripája „plus“ zdroja TL494CN.
Záver 13
Toto je výstup pre voľbu prevádzkového režimu koncového stupňa. Ak je tento kolík pripojený k zemi, výstupný stupeň bude pracovať v režime s jedným koncom. Výstupné signály na výstupoch tranzistorových spínačov budú rovnaké.
Ak na tento kolík privediete napätie +5 V (prepojíte kolíky 13 a 14 navzájom), výstupné tlačidlá budú fungovať v režime push-pull. Výstupné signály na svorkách tranzistorových spínačov budú mimo fázy a frekvencia výstupných impulzov bude polovičná.
Záver 14
Toto je výstup stajne A zdroj O porno H napätie (ION), s výstupným napätím +5 V a výstupným prúdom do 10 mA, ktoré možno použiť ako referenčné na porovnanie v zosilňovačoch chýb a na iné účely.
Záver 15
Funguje presne ako kolík 2. Ak sa nepoužije druhý chybový zosilňovač, potom sa kolík 15 jednoducho pripojí na kolík 14 (+5V referencia).
Záver 16
Funguje rovnako ako kolík 1. Ak sa druhý zosilňovač chýb nepoužíva, potom sa zvyčajne pripája na spoločný vodič (kolík 7).
S pinom 15 pripojeným na +5V a pinom 16 pripojeným k zemi nie je výstupné napätie z druhého zosilňovača, takže to nemá žiadny vplyv na činnosť čipu.
Princíp činnosti mikroobvodu.
Ako teda funguje regulátor PWM TL494.
Vyššie sme podrobne preskúmali účel kolíkov tohto mikroobvodu a akú funkciu vykonávajú.
Ak sa toto všetko dôkladne analyzuje, potom z toho všetkého je jasné, ako tento čip funguje. Ale ešte raz veľmi stručne popíšem princíp jej práce.
Keď je mikroobvod typicky zapnutý a je doň privádzaná energia (mínus na kolík 7 plus na kolík 12), GPN začne generovať pílovité impulzy s amplitúdou asi 3 volty, ktorých frekvencia závisí od C a R pripojený na kolíky 5 a 6 mikroobvodu.
Ak je hodnota riadiacich signálov (na kolíkoch 3 a 4) menšia ako 3 volty, potom sa na výstupných tlačidlách mikroobvodu objavia obdĺžnikové impulzy, ktorých šírka (pracovný cyklus) závisí od hodnoty riadiacich signálov na kolíkoch. 3 a 4.
To znamená, že mikroobvod porovnáva kladné pílovité napätie z kondenzátora Ct (C1) s ktorýmkoľvek z dvoch riadiacich signálov.
Logické obvody na ovládanie výstupných tranzistorov VT1 a VT2 ich otvárajú až vtedy, keď je napätie pílových impulzov vyššie ako riadiace signály. A čím väčší je tento rozdiel, tým širší je výstupný impulz (viac pracovného cyklu).
Riadiace napätie na kolíku 3 zase závisí od signálov na vstupoch operačných zosilňovačov (zosilňovačov chýb), ktoré zase môžu riadiť výstupné napätie a výstupný prúd zdroja.
Zvýšenie alebo zníženie hodnoty akéhokoľvek riadiaceho signálu teda spôsobí lineárne zníženie alebo zvýšenie šírky napäťových impulzov na výstupoch mikroobvodu.
Ako riadiace signály, ako je uvedené vyššie, možno použiť napätie z kolíka 4 (riadenie mŕtveho času), vstupy zosilňovačov chýb alebo vstup spätnoväzbového signálu priamo z kolíka 3.
Teória, ako sa hovorí, je teória, ale oveľa lepšie bude toto všetko vidieť a „cítiť“ v praxi, tak si zostavme nasledujúcu schému na doske a na vlastnej koži sa pozrime, ako to celé funguje.
Najjednoduchší a najrýchlejší spôsob je poskladať to všetko na doštičku. Áno, nainštaloval som čip KA7500. Výstup „13“ mikroobvodu som umiestnil na spoločný vodič, to znamená, že naše výstupné klávesy budú fungovať v jednocyklovom režime (signály na tranzistoroch budú rovnaké) a frekvencia opakovania výstupných impulzov bude zodpovedať na frekvenciu pílového napätia GPN.
Osciloskop som pripojil k nasledujúcim testovacím bodom:
- Prvý lúč na kolík "4", na ovládanie jednosmerného napätia na tomto kolíku. Nachádza sa v strede obrazovky na nulovom riadku. Citlivosť - 1 volt na divíziu;
- Druhý lúč na výstup "5", na ovládanie pílového napätia GPN. Nachádza sa tiež na nulovej čiare (oba lúče sú kombinované) v strede osciloskopu a s rovnakou citlivosťou;
- Tretí lúč na výstup mikroobvodu na výstup "9", na ovládanie impulzov na výstupe mikroobvodu. Citlivosť lúča je 5 voltov na dielik (0,5 voltu plus delič po 10). Nachádza sa v spodnej časti obrazovky osciloskopu.
Zabudol som povedať, že výstupné kľúče mikroobvodu sú pripojené k spoločnému kolektoru. Inými slovami, podľa schémy vysielača. Prečo opakovač? Pretože signál na emitore tranzistora presne opakuje základný signál, aby sme všetko jasne videli.
Ak odoberiete signál z kolektora tranzistora, potom bude invertovaný (preklopený) vzhľadom na základný signál.
Dodávame energiu do mikroobvodu a vidíme, čo máme na výstupoch.
Na štvrtej nohe máme nulu (posuvník trimra je v najnižšej polohe), prvý lúč je na nulovej čiare v strede obrazovky. Nefungujú ani chybové zosilňovače.
Na piatej nohe vidíme pílovité napätie GPN (druhý lúč) s amplitúdou mierne vyššou ako 3 volty.
Na výstupe mikroobvodu (kolík 9) vidíme obdĺžnikové impulzy s amplitúdou asi 15 voltov a maximálnou šírkou (96%). Bodky v spodnej časti obrazovky predstavujú len pevný prah pracovného cyklu. Aby to bolo lepšie viditeľné, zapnite na osciloskope strečing.
No teraz to vidíte lepšie. To je presne čas, kedy amplitúda impulzu klesne na nulu a výstupný tranzistor je na tento krátky čas uzavretý. Nulová úroveň pre tento lúč v spodnej časti obrazovky.
No, pridajme napätie na kolík 4 a uvidíme, čo dostaneme.
Na pine "4" trimrovým odporom som nastavil konštantné napätie 1 volt, prvý lúč stúpol o jeden dielik (priamka na obrazovke osciloskopu). čo vidíme? Mŕtvy čas sa zvýšil (pracovný cyklus sa znížil), je to bodkovaná čiara v spodnej časti obrazovky. To znamená, že výstupný tranzistor je na chvíľu uzavretý asi na polovicu trvania samotného impulzu.
Pridajme ešte jeden volt s ladiacim odporom na kolík "4" mikroobvodu.
Vidíme, že prvý lúč stúpol o jeden dielik vyššie, trvanie výstupných impulzov sa ešte skrátilo (1/3 trvania celého impulzu) a mŕtvy čas (doba zopnutia výstupného tranzistora) sa zvýšil na dve tretiny. To znamená, že je jasne vidieť, že logika mikroobvodu porovnáva úroveň signálu GPN s úrovňou riadiaceho signálu a prenáša na výstup iba signál GPN, ktorého úroveň je vyššia ako riadiaci signál.
Aby to bolo ešte jasnejšie, trvanie (šírka) výstupných impulzov mikroobvodu bude rovnaké ako trvanie (šírka) výstupných impulzov pílovitého napätia, ktoré sú nad úrovňou riadiaceho signálu (nad priamkou na obrazovka osciloskopu).
Pokračujte, pridajte ďalší volt na kolík "4" mikroobvodu. čo vidíme? Na výstupe mikroobvodu sú veľmi krátke impulzy približne rovnakej šírky ako tie, ktoré vyčnievajú nad priamku vrcholu pílového napätia. Na osciloskope zapnite natiahnutie, aby bolo lepšie vidieť pulz.
Tu vidíme krátky impulz, počas ktorého bude výstupný tranzistor otvorený a zvyšok času (spodný riadok na obrazovke) bude zatvorený.
No skúsme ešte zvýšiť napätie na pine "4". Trimrom nastavíme napätie na výstupe nad úroveň pílového napätia GPN.
No a je to, PSU nám prestane fungovať, keďže výstup je úplne "kľudný". Neexistujú žiadne výstupné impulzy, pretože na riadiacom kolíku "4" máme konštantnú úroveň napätia viac ako 3,3 voltov.
Úplne to isté sa stane, ak privediete riadiaci signál na kolík "3" alebo na nejaký druh zosilňovača chýb. Ak máte záujem, môžete sa o tom presvedčiť sami. Navyše, ak sú riadiace signály okamžite na všetkých riadiacich výstupoch, ovládajte mikroobvod (prevláda), z tohto riadiaceho výstupu bude signál, ktorého amplitúda je väčšia.
No, skúsme odpojiť výstup "13" od spoločného vodiča a pripojiť ho k výstupu "14", to znamená prepnúť prevádzkový režim výstupných kláves z jednocyklového na dvojcyklový. Pozrime sa, čo môžeme urobiť.
Trimrom opäť znížime napätie na kolíku "4" na nulu. Zapneme napájanie. čo vidíme?
Na výstupe mikroobvodu sú tiež obdĺžnikové impulzy maximálneho trvania, ale ich frekvencia opakovania sa stala polovičnou frekvenciou pílových impulzov.
Rovnaké impulzy budú na druhom kľúčovom tranzistore mikroobvodu (kolík 10), len s tým rozdielom, že budú voči nim časovo posunuté o 180 stupňov.
Existuje aj maximálny prah pracovného cyklu (2 %). Teraz to nie je vidieť, musíte pripojiť 4. lúč osciloskopu a spojiť dva výstupné signály dohromady. Štvrtá sonda nie je po ruke, tak som to nerobil. Kto chce, presvedčte sa o tom sami.
V tomto režime funguje mikroobvod úplne rovnako ako v jednocyklovom režime, len s tým rozdielom, že maximálna doba trvania výstupných impulzov tu nepresiahne 48% celkovej doby trvania impulzu.
Takže tento režim nebudeme dlho uvažovať, ale len sa pozrime, aké impulzy budeme mať pri napätí na kolíku "4" dva volty.
Napätie zvyšujeme ladiacim odporom. Šírka výstupných impulzov sa zmenšila na 1/6 celkového trvania impulzu, teda tiež presne dvakrát toľko ako v jednocyklovom režime činnosti výstupných spínačov (tam 1/3).
Na výstupe druhého tranzistora (pin 10) budú rovnaké impulzy, len posunuté v čase o 180 stupňov.
V zásade sme analyzovali činnosť regulátora PWM.
Viac na záver „4“. Ako už bolo spomenuté, tento kolík možno použiť na "mäkké" spustenie napájania. Ako to zorganizovať?
Veľmi jednoduché. Za týmto účelom pripojte k výstupu "4" RC reťazec. Tu je príklad fragmentu diagramu:
Ako tu funguje „mäkký štart“? Pozrime sa na diagram. Kondenzátor C1 je pripojený k ION (+5 voltov) cez odpor R5.
Po pripojení napájania na mikroobvod (kolík 12) sa na kolíku 14 objaví +5 voltov. Kondenzátor C1 sa začne nabíjať. Cez rezistor R5 preteká nabíjací prúd kondenzátora, v momente zapnutia je maximálny (kondenzátor je vybitý) a na rezistore vzniká úbytok napätia 5 voltov, ktorý je privedený na výstup "4". Toto napätie, ako sme už na základe skúseností zistili, zakazuje prechod impulzov na výstup mikroobvodu.
Keď sa kondenzátor nabíja, nabíjací prúd klesá a úbytok napätia na rezistore sa zodpovedajúcim spôsobom znižuje. Napätie na kolíku "4" tiež klesá a na výstupe mikroobvodu sa začínajú objavovať impulzy, ktorých trvanie sa postupne zvyšuje (ako sa kondenzátor nabíja). Keď je kondenzátor úplne nabitý, nabíjací prúd sa zastaví, napätie na kolíku "4" sa priblíži k nule a kolík "4" už neovplyvňuje trvanie výstupných impulzov. Napájací zdroj prejde do svojho prevádzkového režimu.
Prirodzene ste uhádli, že čas spustenia PSU (jeho výstup do prevádzkového režimu) bude závisieť od hodnoty odporu a kondenzátora a ich výberom bude možné tento čas regulovať.
Toto je stručne celá teória a prax a tu nie je nič zvlášť zložité a ak pochopíte a pochopíte fungovanie tohto PWM, nebude pre vás ťažké pochopiť a pochopiť prácu iných PWM.
Prajem vám všetkým veľa šťastia.
Generátor impulzov sa používa na laboratórny výskum pri vývoji a uvádzaní elektronických zariadení do prevádzky. Generátor pracuje v rozsahu napätia od 7 do 41 voltov a má vysokú zaťažiteľnosť v závislosti od výstupného tranzistora. Amplitúda výstupných impulzov sa môže rovnať hodnote napájacieho napätia mikroobvodu, až po hraničnú hodnotu napájacieho napätia tohto mikroobvodu +41 V. Jeho základ je známy každému, často sa používa v r.
analógy TL494 sú čipy KA7500 a jej domáci klon - KR1114EU4 .
Limity parametrov:
Napájacie napätie 41V
Vstupné napätie zosilňovača (Vcc+0,3)V
Výstupné napätie kolektora 41V
Výstupný prúd kolektora 250mA
Celkový stratový výkon v nepretržitom režime 1W
Rozsah prevádzkovej teploty okolia:
-s príponou L -25..85С
-s príponou С.0..70С
Rozsah skladovacích teplôt -65…+150С
Schematický diagram zariadenia
Obvod generátora obdĺžnikových impulzov
Doska plošných spojov generátora TL494 a ostatné súbory sú oddelené.
Nastavenie frekvencie sa vykonáva spínačom S2 (zhruba) a rezistorom RV1 (hladko), pracovný cyklus je regulovaný rezistorom RV2. Prepínač SA1 mení prevádzkové režimy generátora z bežného režimu (jednocyklový) na protifázový (tlačenie a ťahanie). Rezistor R3 vyberá najoptimálnejší prekrývajúci sa frekvenčný rozsah, rozsah nastavenia pracovného cyklu je možné zvoliť pomocou rezistorov R1, R2.
Podrobnosti o generátore impulzov
Kondenzátory C1-C4 časovacieho obvodu sú zvolené pre požadovaný frekvenčný rozsah a ich kapacita môže byť od 10 mikrofaradov pre infra-nízky podrozsah až po 1000 pikofaradov pre najvyššiu frekvenciu.
Pri priemernom limite prúdu 200 mA je obvod schopný nabíjať bránu pomerne rýchlo, ale
pri vypnutom tranzistore je nemožné ho vybiť. Vybíjanie brány s uzemneným odporom je tiež neuspokojivo pomalé. Na tieto účely sa používa nezávislý komplementárny opakovač.
- Prečítajte si: "Ako vyrobiť z počítača."
Všeobecný popis a použitie
494 TL a jeho následné verzie - najbežnejšie používaný mikroobvod na stavbu dvojtaktných meničov výkonu.
- TL494 (pôvodný vývoj Texas Instruments) - PWM prevodník napätia IC s jednostrannými výstupmi (TL 494 IN - balenie DIP16, -25..85С, TL 494 CN - DIP16, 0..70C).
- K1006EU4 - domáci analóg TL494
- TL594 - analóg TL494 so zvýšenou presnosťou chybových zosilňovačov a komparátora
- TL598 - analóg TL594 s push-pull (pnp-npn) opakovačom na výstupe
Tento materiál je zovšeobecnením k téme pôvodného technického dokumentu Texas Instruments, publikácie International Rectifier ("Power Semiconductors International Rectifier", Voronezh, 1999) a Motorola.
Výhody a nevýhody tohto mikroobvodu:
- Plus: Pokročilé riadiace obvody, dva diferenciálne zosilňovače (môže vykonávať aj logické funkcie)
- Nevýhody: Jednofázové výstupy vyžadujú dodatočnú úpravu (v porovnaní s UC3825)
- Mínus: Prúdová kontrola nie je k dispozícii, relatívne pomalá spätná väzba (nekritická pri automobilových monitoroch)
- Mínus: Synchrónne prepínanie dvoch alebo viacerých integrovaných obvodov nie je také pohodlné ako v UC3825
1. Vlastnosti čipov TL494
ION a podpäťové ochranné obvody. Obvod sa zapne, keď napájanie dosiahne prahovú hodnotu 5,5...7,0 V (typická hodnota 6,4V). Až do tohto bodu interné riadiace zbernice znemožňujú činnosť generátora a logickej časti obvodu. Prúd naprázdno pri napájacom napätí +15V (výstupné tranzistory sú vypnuté) nie viac ako 10 mA. ION +5V (+4,75..+5,25 V, stabilizácia výstupu nie horšia ako +/- 25mV) poskytuje výstupný prúd do 10 mA. ION je možné zosilniť iba pomocou npn-emitorového sledovača (pozri TI strany 19-20), ale napätie na výstupe takéhoto "stabilizátora" bude silne závisieť od záťažového prúdu.
Generátor generuje na časovacom kondenzátore Ct (pin 5) pílovité napätie 0..+3.0V (amplitúda nastavená ION) pre TL494 Texas Instruments a 0...+2.8V pre TL494 Motorola (čo môžeme očakávať od iných?) , respektíve pre TI F = 1,0/(RtCt), pre Motorolu F = 1,1/(RtCt).
Prípustné prevádzkové frekvencie sú od 1 do 300 kHz, pričom odporúčaný rozsah je Rt = 1 ... 500 kOhm, Ct = 470 pF ... 10 μF. V tomto prípade je typický teplotný drift frekvencie (samozrejme bez zohľadnenia driftu pripojených komponentov) +/-3% a frekvenčný drift v závislosti od napájacieho napätia je v rámci 0,1% v celom povolenom rozsahu. .
Ak chcete na diaľku vypnúť generátor, môžete použiť externý kľúč na uzavretie vstupu Rt (6) k výstupu ION alebo - uzavretie Ct na zem. Samozrejme, pri výbere Rt, Ct treba brať do úvahy zvodový odpor otvoreného spínača.
Vstup riadenia pokojovej fázy (pracovný cyklus) cez komparátor pokojovej fázy nastaví požadovanú minimálnu pauzu medzi impulzmi v ramenách obvodu. Je to potrebné na zabránenie prechodu prúdu vo výkonových stupňoch mimo IC, ako aj na stabilná prevádzka spúšť - čas spínania digitálnej časti TL494 je 200 ns. Výstupný signál sa aktivuje, keď píla na Ct prekročí napätie na riadiacom vstupe 4 (DT). Pri taktovacích frekvenciách do 150 kHz pri nulovom riadiacom napätí pokojová fáza = 3 % periódy (ekvivalentný posun riadiaceho signálu 100..120 mV), pri vysokých frekvenciách zabudovaná korekcia predlžuje pokojovú fázu na 200.. 300 ns.
Pomocou vstupného obvodu DT je možné nastaviť pevnú fázu pokoja ( R-R delič), režim mäkkého štartu (R-C), diaľkové vypnutie (kláves) a použite DT ako lineárny riadiaci vstup. Vstupný obvod je tvorený pnp tranzistormi, takže vstupný prúd (až 1,0 uA) tečie z IO a netečie do neho. Prúd je pomerne veľký, preto by ste sa mali vyhýbať odporom s vysokým odporom (nie viac ako 100 kOhm). Pozrite si TI, strana 23, kde nájdete príklad prepäťovej ochrany pomocou 3-kolíkovej zenerovej diódy TL430 (431).
Chybové zosilňovače- v skutočnosti operačné zosilňovače s jednosmerným napätím Ku=70..95dB (60 dB pre skoré série), Ku=1 pri 350 kHz. Vstupné obvody sú zostavené na pnp tranzistoroch, takže vstupný prúd (až 1,0 µA) vyteká z IO a netečie do neho. Prúd je dostatočne veľký pre operačný zosilňovač, predpätie je tiež (do 10 mV), takže by ste sa mali vyhnúť vysokoodporovým odporom v riadiacich obvodoch (nie viac ako 100 kOhm). Ale vďaka použitiu pnp vstupov je rozsah vstupného napätia od -0,3V do Vsupply-2V.
Výstupy oboch zosilňovačov sú kombinované diódou OR. Zosilňovač, na ktorého výstupe je väčšie napätie, zachytáva riadenie logiky. V tomto prípade nie je výstupný signál dostupný samostatne, ale len z výstupu diódy OR (je zároveň vstupom komparátora chýb). Spätnoväzbovou slučkou tak môže byť v lineárnom režime uzavretý iba jeden zosilňovač. Tento zosilňovač uzatvára hlavný, lineárny OS z hľadiska výstupného napätia. V tomto prípade môže byť druhý zosilňovač použitý ako komparátor - napríklad pri prekročení výstupného prúdu, alebo ako kľúč k logickému alarmovému signálu (prehriatie, skrat a pod.), vzdialenému vypnutiu atď. vstupy komparátora je viazaný na ION, druhý OR alarmy (ešte lepšie - logické AND signály normálnych stavov).
Pri použití RC frekvenčne závislého OS treba pamätať na to, že výstup zosilňovačov je v skutočnosti jednostranný (sériová dióda!), Takže nabíjanie kapacity (hore) ho nabije a dole - bude to trvať dlho vybiť. Napätie na tomto výstupe je v rozsahu 0..+3,5V (o niečo viac ako je amplitúda generátora), potom napäťový koeficient prudko klesá a pri cca 4,5V na výstupe sa zosilňovače sýtia. Podobne by sa malo vyhnúť rezistorom s nízkym odporom vo výstupnom obvode zosilňovačov (slučky OS).
Zosilňovače nie sú navrhnuté tak, aby fungovali v rámci jedného cyklu pracovnej frekvencie. Pri oneskorení šírenia signálu vo vnútri zosilňovača 400 ns sú na to príliš pomalé a logika ovládania spúšťača to neumožňuje (na výstupe by boli bočné impulzy). V skutočných obvodoch PN sa medzná frekvencia obvodu OS volí rádovo 200-10000 Hz.
Logika riadenia spúšte a výstupu- S napájacím napätím aspoň 7V, ak je napätie píly na generátore väčšie ako na riadiacom vstupe DT a ak je napätie píly väčšie ako na niektorom z chybových zosilňovačov (berúc do úvahy zabudované prahové hodnoty a posuny) - výstup obvodu je povolený. Keď sa generátor resetuje z maxima na nulu, výstupy sa deaktivujú. Spúšť s dvojfázovým výstupom rozdeľuje frekvenciu na polovicu. Pri logickej 0 na vstupe 13 (výstupný režim) sú spúšťacie fázy kombinované pomocou OR a sú privádzané súčasne na oba výstupy, s logickou 1 sú privádzané parafázou na každý výstup samostatne.
Výstupné tranzistory- npn Darlingtons so zabudovanou tepelnou ochranou (ale bez prúdovej ochrany). Minimálny pokles napätia medzi kolektorom (zvyčajne uzavretým na kladnej zbernici) a emitorom (pri záťaži) je teda 1,5 V (typické pri 200 mA) a v obvode so spoločným emitorom je o niečo lepší, typický 1,1 V. Maximálny výstupný prúd (s jedným otvoreným tranzistorom) je obmedzený na 500 mA, maximálny výkon pre celý kryštál je 1W.
2. Funkcie aplikácie
Práca na bráne tranzistora MIS. Výstupné opakovače
Pri prevádzke na kapacitnej záťaži, ktorá je konvenčne bránou tranzistora MIS, sú výstupné tranzistory TL494 zapnuté emitorovým sledovačom. Keď je priemerný prúd obmedzený na 200 mA, obvod je schopný pomerne rýchlo nabiť bránu, ale nie je možné ju vybiť s vypnutým tranzistorom. Vybíjanie brány s uzemneným odporom je tiež neuspokojivo pomalé. Napätie na kapacite konvenčného hradla totiž klesá exponenciálne a na zatvorenie tranzistora je potrebné hradlo vybiť z 10V na nie viac ako 3V. Vybíjací prúd cez odpor bude vždy menší ako nabíjací prúd cez tranzistor (a odpor sa celkom dobre zahreje a pri pohybe nahor ukradne kľúčový prúd).
Možnosť A. Vybíjací obvod cez externý pnp tranzistor (vypožičaný z webovej stránky Shikhman - pozri "Napájanie zosilňovača Jensen"). Keď sa hradlo nabíja, prúd tečúci cez diódu vypne externý pnp tranzistor, keď sa vypne výstup IC, dióda sa vypne, tranzistor sa zapne a vybije hradlo na zem. Mínus - funguje len pri malých zaťažovacích kapacitách (obmedzených prúdovou rezervou výstupného tranzistora IO).
Pri použití TL598 (s výstupom push-pull) je funkcia spodného, bitového, ramena už napevno napojená na čip. Možnosť A v tomto prípade nefunguje.
Možnosť B. Nezávislý doplnkový zosilňovač. Keďže hlavná prúdová záťaž je spracovaná externým tranzistorom, kapacita (nabíjací prúd) záťaže je prakticky neobmedzená. Tranzistory a diódy - akékoľvek HF s malým saturačným napätím a Ck a dostatočnou prúdovou rezervou (1A na impulz alebo viac). Napríklad KT644 + 646, KT972 + 973. "Uzemnenie" opakovača musí byť prispájkované priamo vedľa zdroja vypínača. Kolektory opakovacích tranzistorov musia byť prepojené s keramickou kapacitou (nie je znázornené na obrázku).
Ktorý obvod zvoliť, závisí predovšetkým od charakteru záťaže (kapacita brány alebo spínacieho náboja), prevádzkovej frekvencie a požiadaviek na časovanie impulzných čel. A tie (predné) by mali byť čo najrýchlejšie, pretože práve pri prechodových dejoch na kľúči MIS sa väčšina tepelných strát rozptýli. Odporúčam vám obrátiť sa na publikácie v zbierke International Rectifier pre úplnú analýzu problému, ale ja sám sa obmedzím na príklad.
Výkonný tranzistor - IRFI1010N - má referenčný celkový náboj hradla Qg=130nC. To je veľa, pretože tranzistor má výnimočne veľkú plochu kanála, aby poskytoval extrémne nízky odpor kanála (12 mΩ). Práve tieto kľúče sú potrebné v 12V meničoch, kde sa počíta každý miliohm. Aby sa zaručilo otvorenie kanála, brána musí byť vybavená Vg = + 6V vzhľadom k zemi, pričom celkový náboj brány Qg (Vg) = 60 nC. Pre zaručenie vybitia brány nabitej do 10V je potrebné absorbovať Qg(Vg)=90nC.
2. Implementácia prúdovej ochrany, mäkký štart, obmedzenie pracovného cyklu
Spravidla sa v úlohe prúdového snímača vyžaduje sériový odpor v zaťažovacom obvode. Ale na výstupe meniča bude kradnúť vzácne volty a watty a bude ovládať iba záťažové obvody a nebude schopný odhaliť skraty v primárnych obvodoch. Riešením je indukčný snímač prúdu v primárnom okruhu.
Samotný snímač (prúdový transformátor) je miniatúrna toroidná cievka (jej vnútorný priemer musí okrem vinutia snímača voľne prechádzať drôtom primárneho vinutia hlavného výkonového transformátora). Cez torus prevlečieme drôt primárneho vinutia transformátora (nie však „zemný“ drôt zdroja!). Časovú konštantu nábehu detektora sme nastavili na približne 3-10 cyklov taktovacej frekvencie, časová konštanta doznievania je 10-krát väčšia, na základe prevádzkového prúdu optočlena (asi 2-10 mA pri poklese napätia 1,2-1,6 V).
Na pravej strane diagramu - dve typické riešenia pre TL494. Delič Rdt1-Rdt2 nastavuje maximálny pracovný cyklus (minimálna pokojová fáza). Napríklad pri Rdt1=4,7kΩ, Rdt2=47kΩ má výstup 4 konštantné napätie Udt=450mV, čo zodpovedá pokojovej fáze 18..22% (v závislosti od série IC a pracovnej frekvencie).
Po zapnutí napájania sa Css vybije a potenciál na vstupe DT je Vref (+5V). Css sa nabíja cez Rss (aka Rdt2), čím sa plynule znižuje potenciál DT na spodnú hranicu obmedzenú deličom. Toto je mäkký štart. Pri Css=47uF a špecifikovaných odporoch sa výstupy obvodu otvoria 0,1 s po zapnutí a dosiahnu pracovný cyklus na ďalších 0,3-0,5 s.
V obvode sú okrem Rdt1, Rdt2, Css dva úniky - zvodový prúd optočlena (nie vyšší ako 10 μA pri vysoké teploty, asi 0,1-1 μA pri izbovej teplote) a prúd bázy tečúci zo vstupu DT vstupného tranzistora IO. Aby tieto prúdy výrazne neovplyvnili presnosť deliča, zvolíme Rdt2 = Rss nie vyššie ako 5 kOhm, Rdt1 - nie vyššie ako 100 kOhm.
Samozrejme, výber optočlena a obvodu DT na riadenie nie je zásadný. V režime komparátora je tiež možné použiť chybový zosilňovač a zablokovať kapacitu alebo odpor generátora (napríklad rovnakým optočlenom) - ale to je len vypnutie, nie plynulé obmedzenie.
Generátor na TL494 s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom
Veľmi užitočným zariadením na experimenty a ladiace práce je frekvenčný generátor. Požiadavky na to sú malé, potrebujete iba:
- úprava frekvencie (obdobie opakovania pulzu)
- nastavenie pracovného cyklu (pracovný cyklus, dĺžka impulzu)
- veľký rozsah
Rozsah nastavenia frekvencie generátora je extrémne vysoký - od desiatok hertzov do 500 kHz a v niektorých prípadoch až do 1 MHz, závisí to od mikroobvodu, rôzni výrobcovia majú rôzne skutočné hodnoty maximálnej frekvencie, ktorá môže byť „vyžmýkaný“.
Prejdime k popisu schémy:
Pit± a Pit~ - napájanie digitálnej časti obvodu s jednosmerným a striedavým napätím 16-20 voltov.
Vout - napájacie napätie pohonnej jednotky, bude na výstupe generátora, od 12 voltov. Na napájanie digitálnej časti obvodu z tohto napätia je potrebné pripojiť Vout a Pit ±, berúc do úvahy polaritu (od 16 voltov).
OUT(+/D) - výstupný výkon generátora, berúc do úvahy polaritu. + - plus napájanie, D - vybitie tranzistora s efektom poľa. Sú pripojené k záťaži.
G D S - skrutkový blok pre pripojenie tranzistora s efektom poľa, ktorý sa vyberá podľa parametrov v závislosti od vašich požiadaviek na frekvenciu a výkon. Elektrické vedenie vytlačená obvodová doska vyrobené s prihliadnutím na minimálnu dĺžku vodičov k výstupnému kľúču a ich požadovanú šírku.
Ovládanie:
Rt je premenlivý odpor na ovládanie frekvenčného rozsahu generátora, jeho odpor je potrebné zvoliť podľa vašich špecifických požiadaviek. Online frekvenčná kalkulačka TL494 je pripojená nižšie. Rezistor R2 obmedzuje minimálnu hodnotu odporu časovo nastaviteľného odporu mikroobvodu. Môže byť zvolený pre konkrétnu inštanciu mikroobvodu alebo môže byť nastavený podľa schémy.
Ct - frekvenčný nastavovací kondenzátor, posielajúci opäť do online kalkulačka. Umožňuje vám nastaviť rozsah nastavenia podľa vašich požiadaviek.
Rdt - premenlivý odpor na úpravu pracovného cyklu. S rezistorom R1 môžete jemne doladiť rozsah nastavenia od 1% do 99% a namiesto neho môžete na začiatok umiestniť prepojku.
| Ct, nF: | |
| R2, kOhm: | |
| Rt, kOhm: |
Niekoľko slov o fungovaní schémy. Aplikovaním nízkej úrovne na 13. výstup mikroobvodu (regulácia výstupu) sa prepne do jednocyklového režimu. Tranzistor mikroobvodu, nižší podľa schémy, je naložený na odpor R3, aby sa vytvoril výstup na pripojenie merača frekvencie (merača frekvencie) ku generátoru. Horný tranzistor mikroobvodu ovláda budič na komplementárnej dvojici tranzistorov S8050 a S8550, ktorých úlohou je ovládať hradlo výkonového výstupného tranzistora. Rezistor R5 obmedzuje prúd brány, jeho hodnotu je možné meniť. Induktor L1 a kondenzátor s kapacitou 47n tvoria filter na ochranu TL494 pred možným rušením generovaným budičom. Možno bude potrebné prispôsobiť indukčnosť induktora vášmu frekvenčnému rozsahu. Treba si uvedomiť, že tranzistory S8050 a S8550 neboli vybrané náhodne, keďže majú dostatočný výkon a rýchlosť, čo zabezpečí potrebnú strmosť hrán. Ako vidíte, schéma je mimoriadne jednoduchá a zároveň funkčná.
Variabilný odpor Rt by mal byť vyrobený vo forme dvoch sériovo zapojených odporov - jednootáčkových a viacotáčkových, ak potrebujete plynulé a presné riadenie frekvencie.
Plošný spoj je podľa tradície kreslený fixkou a leptaný modrým vitriolom.
Ako výkonový tranzistor môžete použiť takmer akékoľvek tranzistory s efektom poľa, ktoré sú vhodné pre napätie, prúd a frekvenciu. Môžu to byť: IRF530, IRF630, IRF640, IRF840.
Čím nižší je odpor tranzistora v otvorenom stave, tým menej sa bude počas prevádzky zahrievať. Prítomnosť radiátora na ňom je však povinná.
Zmontované a odskúšané podľa schémy uvedenej na letáku.
Len to najdôležitejšie.
Napájacie napätie 8-35V (zdá sa možné až 40V, ale netestoval som to)
Možnosť pracovať v jednotaktnom a dvojtaktnom režime.
V režime s jedným cyklom je maximálne trvanie impulzu 96 % (nie menej ako 4 % mŕtveho času).
Pri dvojtaktnej verzii nemôže byť trvanie mŕtveho času menšie ako 4 %.
Privedením napätia 0 ... 3,3 V na kolík 4 môžete nastaviť mŕtvy čas. A vykonajte hladký štart.
Je tu zabudovaný stabilizovaný zdroj referenčného napätia 5V a prúdu do 10mA.
Je tu zabudovaná ochrana proti nízkemu napájaciemu napätiu, vypnutie pod 5,5 ... 7V (najčastejšie 6,4V). Problém je v tom, že pri tomto napätí už mosfety prechádzajú do lineárneho režimu a vyhoria ...
Mikroobvodový generátor je možné vypnúť zopnutím výstupu Rt (6), výstupu referenčného napätia (14) alebo výstupu Ct (5) k zemi pomocou kľúča.
Pracovná frekvencia 1…300 kHz.
Dva vstavané "chybové" operačné zosilňovače so ziskom Ku=70..95 dB. Vstupy - výstupy (1); (2) a (15); (16). Výstupy zosilňovačov sú kombinované s prvkom OR, teda ten, na ktorého výstupe je väčšie napätie a riadi trvanie impulzu. Jeden zo vstupov komparátora je zvyčajne viazaný na referenčné napätie (14) a druhý je tam, kde by mal byť ... Oneskorenie signálu vo vnútri zosilňovača je 400 ns, nie sú určené na prácu v rámci jedného cyklu.
Výstupné stupne mikroobvodu s priemerným prúdom 200 mA dostatočne rýchlo nabíjajú vstupnú kapacitu brány výkonného mosfetu, ale neposkytujú jej vybíjanie. v primeranom čase. V tejto súvislosti je potrebný externý ovládač.
Výstupný (5) kondenzátor C2 a výstupný (6) rezistory R3; R4 - nastavte frekvenciu vnútorného oscilátora mikroobvodu. V režime push-pull je deliteľné 2.
Je tu možnosť synchronizácie, spúšťania vstupnými impulzmi.
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom (pomer trvania impulzu k trvaniu pauzy). S jedným tranzistorovým výstupným budičom. Tento režim je implementovaný, ak je kolík 13 pripojený k spoločnej napájacej zbernici.
Schéma (1)
Keďže mikroobvod má dva výstupné stupne, ktoré v tomto prípade pracujú vo fáze, môžu byť zapojené paralelne, aby sa zvýšil výstupný prúd ... Alebo nie sú zahrnuté ... (na schéme zelenou farbou) Tiež odpor R7 nie je vždy nastavený.
meranie operačný zosilňovač napätie na rezistore R10, môžete obmedziť výstupný prúd. Referenčné napätie je privádzané na druhý vstup deličom R5; R6. Dobre chápete, že R10 bude vyhrievaný.
reťazec C6; R11, na (3) nohe, pre väčšiu stabilitu, žiada technický list, ale funguje to aj bez neho. Tranzistor je možné vziať a npn štruktúry.
Schéma (2)
Schéma (3)
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom. S dvomi tranzistorovými výstupnými budičmi (doplnkový sledovač).
Čo môžem povedať? Tvar signálu je lepší, prechodné procesy sú redukované v momentoch spínania, zaťažiteľnosť je vyššia a tepelné straty menšie. Aj keď to môže byť subjektívny názor. Ale. Teraz používam iba dva tranzistorové budiče. Áno, odpor v obvode brány obmedzuje rýchlosť spínacích prechodov.
Schéma (4)
A tu máme schému typického boost (boost) nastaviteľného jednocyklového meniča s reguláciou napätia a prúdovým obmedzením.
Schéma funguje, chystal som sa na niekoľko verzií. Výstupné napätie závisí od počtu závitov cievky L1, dobre od odporu rezistorov R7; R10; R11, ktoré sa vyberajú pri nastavovaní ... Samotnú cievku je možné navinúť na čokoľvek. Veľkosť - v závislosti od výkonu. Prsteň, W-jadro, aj to len na tyč. Ale nemalo by to ísť do saturácie. Preto, ak je krúžok vyrobený z feritu, musíte ho odrezať a prilepiť s medzerou. Veľké krúžky z počítačových zdrojov budú fungovať dobre, nemusíte ich rezať, sú vyrobené z „striekaného železa“, medzera je už zabezpečená. Ak je jadro v tvare Ш - nastavíme nemagnetickú medzeru, prichádzajú s krátkym priemerným jadrom - tieto sú už s medzerou. Stručne povedané, navíjame hrubým medeným alebo montážnym drôtom (0,5-1,0 mm, podľa výkonu) a počet závitov je 10 a viac (podľa toho, aké napätie chceme získať). Záťaž pripájame k plánovanému napätiu nízkeho výkonu. Náš výtvor pripájame k batérii cez výkonnú lampu. Ak sa lampa nerozsvieti pri plnom ohreve, vezmeme voltmeter a osciloskop ...
Vyberáme odpory R7; R10; R11 a počet závitov cievky L1, čím sa dosiahne zamýšľané napätie na záťaži.
Tlmivka Dr1 - 5 ... 10 otáčok s hrubým drôtom na akomkoľvek jadre. Dokonca som videl možnosti, kde sú L1 a Dr1 navinuté na rovnakom jadre. Sám som to nekontroloval.
Schéma (5)
Toto je tiež skutočný obvod zosilňovača, ktorý možno použiť napríklad na nabíjanie notebooku z autobatérie. Komparátor na vstupoch (15); (16) monitoruje napätie "darcovskej" batérie a vypne menič, keď napätie na ňom klesne pod zvolenú hranicu.
reťazec C8; R12; VD2 - takzvaný Snubber, je určený na potlačenie indukčných prepätí. Šetrí to nízkonapäťový MOSFET, napríklad IRF3205 znesie ak sa nemýlim (odtok - zdroj) do 50v. To však výrazne znižuje účinnosť. Dióda aj rezistor sú slušne vyhrievané. To zvyšuje spoľahlivosť. V niektorých režimoch (obvodoch) bez neho výkonný tranzistor jednoducho okamžite vyhorí. A niekedy to funguje aj bez toho všetkého ... Musíte sa pozrieť na osciloskop ...
Schéma (6)
Dvojtaktný hlavný generátor.
Rôzne možnosti vyhotovenia a úprav.
Na prvý pohľad obrovská škála schém prepínania sa znižuje na oveľa skromnejší počet skutočne fungujúcich ... Prvá vec, ktorú zvyčajne urobím, keď vidím "prefíkanú" schému, je prekresliť ju podľa môjho obvyklého štandardu. Kedysi sa to nazývalo GOST. Teraz nie je jasné, ako kresliť, čo sťažuje vnímanie. A skrýva chyby. Myslím, že sa to často robí zámerne.
Hlavný oscilátor pre polovičný mostík alebo mostík. Toto je najjednoduchší generátor Trvanie impulzu a frekvencia sa nastavujú manuálne. Optočlen na (3) nohe môže tiež nastaviť trvanie, ale nastavenie je veľmi ostré. Kedysi som prerušil činnosť mikroobvodu. Niektoré "svietidlá" hovoria, že nie je možné ovládať (3) výstupom, mikroobvod vyhorí, ale moje skúsenosti potvrdzujú účinnosť tohto riešenia. Mimochodom, úspešne sa použil vo zváracom invertore.
Schéma (10)
Príklady realizácie úprav (stabilizácie) prúdu a napätia. Páčilo sa mi to, čo som urobil na obrázku 12. Modré kondenzátory sa pravdepodobne nedajú nainštalovať, ale je lepšie ich nechať.
Schéma (11)
Všetci elektroniki, ktorí sa podieľajú na návrhu napájacích zariadení, skôr či neskôr čelia problému nedostatku ekvivalentu záťaže alebo funkčných obmedzení existujúcich záťaží, ako aj ich rozmerov. Našťastie, objavenie sa lacných a výkonných tranzistorov s efektom poľa na ruskom trhu trochu napravilo situáciu.
Začali sa objavovať amatérske konštrukcie elektronických záťaží založené na tranzistoroch s efektom poľa, vhodnejšie na použitie ako elektronický odpor ako ich bipolárne náprotivky: lepšia teplotná stabilita, takmer nulový odpor kanála v otvorenom stave, nízke riadiace prúdy sú hlavné výhody, ktoré určujú preferencie ich použitia ako regulačného komponentu vo výkonných zariadeniach. Okrem toho sa objavila široká škála ponúk od výrobcov nástrojov, ktorých ceny sú plné rôznych modelov elektronických záťaží. Ale keďže výrobcovia zameriavajú svoje veľmi zložité a multifunkčné produkty nazývané „elektronické záťaže“ hlavne na výrobu, ceny týchto produktov sú také vysoké, že si ich môže dovoliť kúpiť len veľmi bohatý človek. Je pravda, že nie je úplne jasné, prečo bohatý človek potrebuje elektronický náklad.
EN priemyselná výroba, zameraná na amatérsky strojársky sektor, som si nevšimol. Takže opäť musíte urobiť všetko sami. Eh... Začnime.
Výhody elektronickej figuríny nákladu
Prečo sú v zásade elektronické ekvivalenty záťaže vhodnejšie ako tradičné prostriedky (výkonné odpory, žiarovky, tepelné ohrievače a iné zariadenia), ktoré často používajú dizajnéri pri nastavovaní rôznych energetických zariadení?
Občania portálu, súvisiaceho s návrhom a opravou napájacích zdrojov, nepochybne poznajú odpoveď na túto otázku. Osobne vidím dva faktory, ktoré na elektronickú záťaž v mojom „laboratóriu“ postačujú: malé rozmery, možnosť regulovať výkon záťaže v širokom rozsahu jednoduchými prostriedkami (spôsob, akým upravujeme hlasitosť zvuku alebo výstupné napätie napájanie - s konvenčným premenlivým odporom a nie pomocou výkonných nožových spínacích kontaktov, motora reostatu atď.).
Okrem toho je možné „akcie“ elektronickej záťaže ľahko automatizovať, čím je testovanie výkonového zariadenia s elektronickou záťažou jednoduchšie a sofistikovanejšie. Zároveň sa samozrejme uvoľňujú oči a ruky inžiniera, práca sa stáva produktívnejšou. Ale o kúzlach všetkých možných zvončekov a píšťaliek a dokonalosti - nie v tomto článku a možno od iného autora. Medzitým - len o inom type elektronickej záťaže - impulznej.
Vlastnosti impulznej verzie EN
Analógové elektronické záťaže sú určite dobré a mnohí z tých, ktorí používali EH pri nastavovaní výkonových zariadení, ocenili jeho výhody. Impulzné napájacie zdroje majú svoju vlastnú chuť, umožňujúcu vyhodnocovať činnosť napájacieho zdroja s impulznou záťažou, ako je napríklad činnosť digitálnych zariadení. Výkonné zosilňovače audio frekvencie majú charakteristický vplyv aj na výkonové zariadenia, a preto by bolo dobré vedieť, ako sa bude pri určitej záťaži správať napájací zdroj navrhnutý a vyrobený pre konkrétny zosilňovač.
Pri diagnostike opraviteľných zdrojov je badateľný aj efekt použitia pulzného zdroja. Takže napríklad pomocou impulzného napájania sa zistila porucha moderného počítačového napájacieho zdroja. Hlásená porucha tohto 850-wattového PSU bola nasledovná: pri práci s týmto PSU sa počítač svojvoľne vypol kedykoľvek pri práci s akoukoľvek aplikáciou, bez ohľadu na spotrebu energie v čase vypnutia. Pri kontrole normálnej záťaže (množstvo výkonných odporov + 3 V, + 5 V a halogénové žiarovky + 12 V) pracoval tento zdroj niekoľko hodín s treskom, napriek tomu, že výkon záťaže bol 2/3 deklarovaného výkonu. moc. Porucha sa prejavila, keď bol na kanál + 3V pripojený impulzný zdroj a napájací zdroj sa začal vypínať, akonáhle ručička ampérmetra dosiahla dielik 1A. Súčasne záťažové prúdy v každom z ostatných kladných napäťových kanálov nepresiahli 3A. Dozorná doska sa ukázala ako chybná a bola vymenená za podobnú (našťastie tam bol rovnaký napájací zdroj s vyhorenou napájacou časťou), potom napájací zdroj fungoval normálne pri maximálnom povolenom prúde pre danú inštanciu použitého pulzného zdroja (10A), ktorý je predmetom popisu v tomto článku.
Nápad
Myšlienka vytvorenia impulzného zaťaženia sa objavila už veľmi dávno a prvýkrát bola implementovaná v roku 2002, ale nie v súčasnej podobe a na inej elementárnej báze a na trochu iné účely, a v tom čase nebolo dostatok podnetov pre ja osobne a ďalšie dôvody rozvoja tejto myšlienky. Teraz sú hviezdy iné a niečo sa spojilo pre ďalšiu inkarnáciu tohto zariadenia. Na druhej strane malo zariadenie spočiatku trochu iný účel – kontrolu parametrov impulzných transformátorov a tlmiviek. Ale jedno neprekáža druhému. Mimochodom, ak chce niekto robiť výskum indukčných súčiastok pomocou tohto alebo podobného zariadenia, prosím: nižšie sú archívy článkov ctihodných (v odbore výkonovej elektroniky) inžinierov venujúcich sa tejto téme.
Čo je teda v princípe "klasická" (analógová) EN. Prúdový stabilizátor pracujúci v režime skratu. A nič iné. A ten, kto v záchvate akejkoľvek vášne zatvorí výstupné svorky nabíjačky alebo zváračky a povie: toto je elektronická záťaž, bude mať pravdu! Samozrejme, nie je pravda, že takýto skrat nebude mať škodlivé následky pre zariadenia, ako aj pre samotného operátora, ale obe zariadenia sú skutočne zdrojmi prúdu a po určitom spresnení by mohli tvrdiť, že elektronická záťaž, ako každý iný svojvoľne primitívny zdroj prúdu. Prúd v analógovom elektronickom obvode bude závisieť od napätia na výstupe testovaného PSU, ohmického odporu kanála tranzistora s efektom poľa, nastaveného hodnotou napätia na jeho hradle.
Prúd v impulznom napájacom zdroji bude závisieť od súčtu parametrov, ktoré budú zahŕňať šírku impulzu, minimálny odpor otvoreného kanála výstupného spínača a vlastnosti testovaného zdroja (kapacita kondenzátora, indukčnosť tlmiviek PSU, výstupné napätie).
Pri otvorenom kľúči EN tvorí krátkodobý skrat, pri ktorom sa vybijú kondenzátory testovaného zdroja a tlmivky (ak sú v konštrukcii zdroja obsiahnuté) majú tendenciu sa presýtiť. Klasický skrat však nenastane, pretože. šírka impulzu je časovo obmedzená hodnotami mikrosekúnd, ktoré určujú veľkosť vybíjacieho prúdu kondenzátorov napájacej jednotky.
Zároveň je test impulzného zdroja pre testovaný zdroj extrémnejší. Na druhej strane sa pri takejto kontrole odhalí viacero „úskalí“, až po kvalitu napájacích vodičov dodávaných do napájacieho zariadenia. Takže pri pripojení impulzného napájacieho zdroja k 12-voltovému napájaciemu zdroju s pripojením medených drôtov s priemerom jadra 0,8 mm a zaťažovacím prúdom 5A oscilogram na napájacom zdroji odhalil vlnky, ktoré sú sekvenciou pravouhlých impulzov s kolísanie až 2V a špičkové rázy s amplitúdou rovnajúcou sa napájaciemu napätiu. Na svorkách samotného PSU neboli prakticky žiadne vlnky z EN. Na samotnej EN bolo zvlnenie minimalizované (menej ako 50mV) zvýšením počtu prameňov každého vodiča napájajúceho EN - až na 6. V "dvojvodičovej" verzii je minimum zvlnenia porovnateľné so "šesť- wire“ verzia bola dosiahnutá inštaláciou prídavného elektrolytického kondenzátora s kapacitou 4700mF v miestach pripojenia napájacích vodičov so záťažou. Takže pri budovaní napájacej jednotky môže byť impulzné napájanie veľmi užitočné.
Schéma
EN je zostavený na populárnych (kvôli veľkému počtu recyklovaných počítačových zdrojov) komponentoch. Obvod EN obsahuje generátor s nastaviteľnou frekvenciou a šírkou impulzu, tepelnú a prúdovú ochranu. Generátor je vyrobený na PWM TL494.
Nastavenie frekvencie sa vykonáva premenlivým odporom R1; pracovný cyklus - R2; tepelná citlivosť - R4; limit prúdu - R14.
Výstup generátora je napájaný emitorovým sledovačom (VT1, VT2), aby fungoval na kapacite brán tranzistorov s efektom poľa od 4 alebo viac.
Generátorová časť obvodu a vyrovnávacia fáza na tranzistoroch VT1, VT2 môžu byť napájané zo samostatného zdroja s výstupným napätím +12 ... 15V a prúdom do 2A alebo z + 12V kanála PSU. v teste.
Výstup EN (výtok tranzistora s efektom poľa) je pripojený na "+" testovaného zdroja, spoločný vodič EN je pripojený na spoločný vodič zdroja. Každé z hradel tranzistorov s efektom poľa (v prípade ich skupinového použitia) musí byť pripojené na výstup vyrovnávacieho stupňa s vlastným odporom, vyrovnávajúcim rozdiel v parametroch hradla (kapacita, prahové napätie) a zabezpečujúci synchrónny chod prepínače.
Fotografie ukazujú, že na doske EN je pár LED diód: zelená - indikátor výkonu záťaže, červená - indikuje činnosť zosilňovačov chýb mikroobvodu pri kritickej teplote (konštantná žiara) alebo limite prúdu (sotva viditeľné blikanie). Činnosť červenej LED je ovládaná kľúčom na tranzistore KT315, ktorého emitor je pripojený k spoločnému vodiču; základňa (cez odpor 5-15kΩ) s výstupom 3 mikroobvodu; kolektor - (cez 1,1 kΩ odpor) s katódou LED, ktorej anóda je pripojená na svorky 8, 11, 12 mikroobvodu DA1. Tento uzol nie je v diagrame zobrazený, pretože. nie je absolútne povinné.
Čo sa týka odporu R16. Keď ním prechádza prúd 10A, výkon rozptýlený rezistorom bude 5W (s odporom uvedeným na diagrame). V reálnom prevedení je použitý rezistor s odporom 0,1 Ohm (nenašla sa požadovaná hodnota) a výkon v jeho prípade pri rovnakom prúde bude 10W. Teplota rezistora je oveľa vyššia ako teplota kláves EH, ktoré sa (pri použití radiátora znázorneného na fotografii) príliš nezohrievajú. Preto je lepšie inštalovať snímač teploty na odpor R16 (alebo v tesnej blízkosti), a nie na radiátor s EN kľúčmi.
Čip TL494 je PWM radič, ktorý je ideálny pre budovanie spínaných zdrojov energie rôznych topológií a kapacít. Môže pracovať v jednotaktnom aj dvojtaktnom režime.
Jeho domácim náprotivkom je čip KR1114EU4. Texas Instruments, International Rectifier, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor – mnoho výrobcov vyrába tento PWM regulátor. Fairchild Semiconductor to nazýva napríklad KA7500B.
Ak sa len pozriete na označenia kolíkov, je zrejmé, že tento mikroobvod má pomerne širokú škálu možností nastavenia.
Zvážte označenia všetkých záverov:
- neinvertujúci vstup prvého komparátora chýb
- invertujúci vstup prvého komparátora chýb
- vstup spätnej väzby
- vstup úpravy mŕtveho času
- výstup pre pripojenie externého časovacieho kondenzátora
- výstup pre pripojenie časovacieho odporu
- spoločný výstup mikroobvodu, mínus výkon
- kolektorový terminál prvého výstupného tranzistora
- emitorový terminál prvého výstupného tranzistora
- emitorová svorka druhého výstupného tranzistora
- kolektorový vývod druhého výstupného tranzistora
- napájací vstup
- vstup pre výber jednotaktného alebo dvojtaktného režimu prevádzky
mikročipy - výstup vstavaného zdroja referenčného napätia 5 voltov
- invertujúci vstup druhého komparátora chýb
- neinvertujúci vstup druhého komparátora chýb
Na funkčnom diagrame môžete vidieť vnútornú štruktúru mikroobvodu.
Horné dva kolíky vľavo slúžia na nastavenie parametrov interného generátora pílovitého napätia, tu označeného ako „Oscilátor“. Pre normálnu prevádzku mikroobvodu výrobca odporúča použiť časovo nastaviteľný kondenzátor s kapacitou od 470 pF do 10 mikrofaradov a časovo nastaviteľný odpor z rozsahu od 1,8 kOhm do 500 kOhm. Odporúčaný rozsah prevádzkovej frekvencie je od 1 kHz do 300 kHz. Frekvencia sa môže vypočítať pomocou vzorca f = 1,1/RC. Takže v prevádzkovom režime bude na kolíku 5 prítomné pílovité napätie s amplitúdou asi 3 volty. U rôznych výrobcov sa môže líšiť v závislosti od parametrov vnútorných obvodov mikroobvodu.
Napríklad, ak použijeme kondenzátor 1nF a odpor 10kΩ, tak frekvencia pílového napätia na výstupe 5 bude približne f = 1,1 / (10000 * 0,000000001) = 110000Hz. Frekvencia sa môže líšiť podľa výrobcu o + -3 % v závislosti od teplotný režim komponentov.
Vstup 4 nastavenia mŕtveho času je určený na určenie prestávky medzi impulzmi. Komparátor mŕtveho času, označený v diagrame ako "Dead-time Control Comparator", umožní výstupné impulzy, ak je napätie píly vyššie ako napätie privedené na vstup 4. Takže privedením napätia 0 až 3 voltov na vstup 4 , môžete upraviť pracovný cyklus výstupných impulzov, v tomto prípade môže byť maximálne trvanie pracovného cyklu 96% v jednocyklovom režime a 48% v dvojcyklovom režime prevádzky mikroobvodu. Minimálna pauza je tu obmedzená na 3 %, čo zabezpečuje vstavaný zdroj s napätím 0,1 voltu. Dôležitý je aj pin 3 a napätie na ňom hrá rolu aj v rozlíšení výstupných impulzov.
Kolíky 1 a 2, ako aj kolíky 15 a 16 komparátorov chýb môžu byť použité na ochranu navrhnutého zariadenia pred prúdovým a napäťovým preťažením. Ak sa napätie privedené na kolík 1 zvýši ako napätie privedené na kolík 2, alebo sa napätie privedené na kolík 16 zvýši ako napätie privedené na kolík 15, potom vstup komparátora PWM (kolík 3) prijme signál na potlačenie výstupných impulzov. Ak sa tieto komparátory neplánujú používať, môžu byť zablokované skratovaním neinvertujúcich vstupov na zem a pripojením invertujúcich k zdroju referenčného napätia (pin 14).
Záver 14 je výstup stabilizovaného zdroja referenčného napätia 5 V zabudovaného do mikroobvodu. Tento pin je možné pripojiť k obvodom, ktoré odoberajú prúd do 10 mA, čo môžu byť napäťové deličy pre nastavenie ochranných obvodov, mäkký štart alebo nastavenie pevnej alebo nastaviteľnej doby trvania impulzu.
Na kolík 12 je napájacie napätie mikroobvodu od 7 do 40 voltov. Spravidla sa používa 12 voltov stabilizovaného napätia. Je dôležité vylúčiť akékoľvek rušenie v napájacom obvode.
Pin 13 je zodpovedný za prevádzkový režim mikroobvodu. Ak sa naň aplikuje referenčné napätie 5 voltov (z kolíka 14), mikroobvod bude pracovať v režime push-pull a výstupné tranzistory sa postupne otvoria v protifáze a frekvencia zapínania každého z nich výstupné tranzistory sa budú rovnať polovici frekvencie pílového napätia na kolíku 5. Ak však zatvoríte kolík 13 na mínus zdroj napájania, výstupné tranzistory budú pracovať paralelne a frekvencia sa bude rovnať frekvencii píly na kolíku 5, teda frekvenciu generátora.
Maximálny prúd pre každý z výstupných tranzistorov mikroobvodu (piny 8,9,10,11) je 250mA, ale výrobca neodporúča prekročiť 200mA. V súlade s tým pri paralelnej prevádzke výstupných tranzistorov (kolík 9 je pripojený k kolíku 10 a kolík 8 je pripojený k kolíku 11), maximálny povolený prúd pre prúd bude 500 mA, ale je lepšie nepresiahnuť 400 mA.
Načítava...
